(57)【要約】【課題】可撓性基板の延伸後に成膜温度に加熱しても皺が生じにくく、皺の影響が少ない安定した均一性の良い薄膜の積層が可能となり、加熱された接地電極と成膜室壁体とのシール面との突き出し量を制御して最適な突き出し量にし、可撓性基板の成膜域周囲に局部的な応力の発生を極小として、可撓性基板の耐久性向上が図れる薄膜光電変換素子の製造方法及び成膜装置を提供する。【解決手段】接地電極１０と押え枠６とは個別に動作可能であり、成膜工程では、接地電極１０のみを可撓性基板２０の非成膜面に移動させることにより接触させて加熱し、第１保持機構部３０と第２保持機構部４０とにより可撓性基板２０の両端部を挟持し、挟持しながら第１保持機構部３０と第２保持機構部４０の互いの距離が広げる方向へ引張機構部５０により移動させてその両端部を可撓性基板２０幅方向に引っ張り、引っ張りながら押え枠６を移動させて可撓性基板２０を挟み、成膜室２の開口部を閉じ、放電空間を形成して成膜を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜室の可撓性基板搬送方向両側に配置され、前記可撓性基板搬送方向に直交する可撓性基板幅方向における前記可撓性基板の一端部を挟持する第１保持機構部と、前記第１保持機構部に対向配置されて前記可撓性基板幅方向における前記可撓性基板の他端部を支持する第２保持機構部と、前記第２保持機構部を前記第１保持機構部との距離を広げる方向へ移動させて前記可撓性基板の他端部を前記可撓性基板幅方向へ引っ張る引張機構部と、前記成膜室内の前記可撓性基板の非成膜面に移動して接する接地電極と、前記接地電極を内部に収め、前記可撓性基板を挟んで前記成膜室の開口部を閉じて放電空間を形成する押え枠とを備え、前記成膜室に搬送される前記可撓性基板を延伸して薄膜を形成する薄膜光電変換素子の製造方法であって、
前記接地電極と前記押え枠とは個別に動作可能であり、成膜工程では、前記接地電極のみを前記可撓性基板の非成膜面に移動させることにより接触させて加熱し、前記第１保持機構部と前記第２保持機構部とにより前記可撓性基板の両端部を挟持し、挟持しながら前記第１保持機構部と前記第２保持機構部の互いの距離が広げる方向へ前記引張機構部により移動させて前記可撓性基板の両端部を前記可撓性基板幅方向に引っ張り、引っ張りながら前記押え枠を移動させて前記可撓性基板を挟み、これにより前記成膜室の開口部を閉じ、前記放電空間を形成して成膜を行うことを特徴とする薄膜光電変換素子の製造方法。
【請求項２】
対角に配置された前記第１保持機構部と前記第２保持機構部及び前記引張機構部の対角同士を可撓性基板長手方向に対し、反対方向の傾き角を持たせながら取り付け、前記可撓性基板を対角線上に延伸することを特徴とする請求項１に記載の薄膜光電変換素子の製造方法。
【請求項３】
成膜室の可撓性基板搬送方向両側に配置されて、前記可撓性基板搬送方向に直交する可撓性基板幅方向における前記可撓性基板の一端部を挟持する第１保持機構部と、前記第１保持機構部に対向配置されて前記可撓性基板幅方向における前記可撓性基板の他端部を支持する第２保持機構部と、前記成膜室内の前記可撓性基板の非成膜面に移動して接する接地電極と、前記接地電極を内部に収め、前記可撓性基板を挟んで前記成膜室の開口部を閉じて放電空間を形成する押え枠とを備え、前記成膜室に搬送される前記可撓性基板を延伸して薄膜を形成する薄膜光電変換素子の成膜装置において、
前記第１保持機構部と前記第２保持機構部とにより前記可撓性基板の両端部を挟持し、前記第１保持機構部と前記第２保持機構部の互いの距離が広げる方向へ前記可撓性基板の両端部を前記可撓性基板幅方向へ引っ張る引張機構部を設けるとともに、前記接地電極と前記押え枠とを個別に動作可能に構成し、前記接地電極を前記可撓性基板の非成膜面に移動させて接触させた状態で加熱するように構成したことを特徴とする薄膜光電変換素子の成膜装置。
【請求項４】
前記接地電極のみが前記可撓性基板の非成膜面に移動することにより接触して加熱するように構成され、前記引張機構部は、前記可撓性基板の両端部を前記可撓性基板幅方向へ引っ張る際の引っ張り角度を任意に調整可能に構成されていることを特徴とする請求項３に記載の薄膜光電変換素子の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜製造装置に関し、特に薄膜光電変換素子のような可撓性基板上に、複数の薄膜の層を有する薄膜素子を製造するための薄膜光電変換素子の製造方法及びその方法に用いる成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜光電変換装置の代表的なものとしてａ−Ｓｉ系太陽電池があり、光電変換材料は、通常２００℃前後の成膜温度の下でプラズマＣＶＤ法によって形成されるので、ガラス、ステンレス、有機フィルム等の安価な基板上に形成することができ、低コストの光電変換装置のための有力材料として期待されている。
【０００３】
薄膜光電変換素子の製造において、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を主原料とする光電変換層を、長尺の高分子材料あるいはステンレス鋼などの金属からなる可撓性基板上に形成することは、生産性の点で優れている。このような光電変換層をはじめとして薄膜光電変換素子には、複数の層が形成されている。
【０００４】
長尺の可撓性基板上に複数層を形成するための薄膜製造装置には、主にロールツーロール方式のものと、ステッピングロール方式のものとがある。
ロールツーロール方式は、成膜室を連続的に移動していく可撓性基板上に連続的に成膜していく方式であり、ステッピングロール方式は、成膜室内で可撓性基板を一旦停止させて成膜した後、成膜の終わった可撓性基板部分をその成膜室から次の成膜室へと送り出す方式である。
【０００５】
上記成膜には、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が広く用いられており、かかるプラズマＣＶＤ法を用いたステッピングロール方式の場合、成膜室開放―基板の１フレーム―移動―成膜室封止―原料ガス導入―圧力制御―放電開始―放電終了―原料ガス停止―ガス抜き―成膜室開放の一連の操作が繰り返される。
ステッピングロール方式の成膜は、ロールツーロール方式の成膜に比べ、隣接する成膜室とのガス相互拡散がなく、装置がコンパクトになるといった点で優れている。
【０００６】
図８はステッピングロール方式の成膜室開放時の断面図、図９はステッピングロール方式の成膜室封止時の断面図である。
図８に示すように、成膜室１００Ａは、断続的に搬送されてくる可撓性基板２００の上面側及び下面側に、函状の上部成膜室壁体１０１と下部成膜室壁体１０２とが対向配置されている。
下部成膜室には、電源１０３に接続された高電圧電極１０４が設けられ、上部成膜室には、ヒータ１０５を内蔵した接地電極１０６が設けられている。
【０００７】
成膜時には、図９に示すように、上部成膜室壁体１０１が下部成膜室壁体１０２側へ下降し、可撓性基板２００が接地電極１０６に押えられて下部成膜室壁体１０２の開口側の端面に取り付けられたシール材１０２ａに接触する。これにより、下部成膜室壁体１０２と可撓性基板２００とで画成され、排気管１０７に連通する気密に密閉された成膜空間１０８が形成される。
【０００８】
高電圧電極１０４に高周波電圧が印加されると、成膜空間１０８にプラズマが発生し、図示しない導入管から導入された原料ガスが分解され、可撓性基板２００にａ−Ｓｉ膜などが形成される。
なお、薄膜太陽電池の分野では、例えば特許文献１（特許第２７５５２８１号公報）に開示されているように、基板の一面上に形成された薄膜光電変換素子の透明電極層と他面上に形成された金属電極層とを、基板に設けられた貫通孔を通る導体を介して接続する構造が提示されている。これにより、電流がシート抵抗の高い透明電極層を流れる距離が短くなるようにしている。
【０００９】
このような薄膜光電変換素子の形成を成膜室１００Ａ内で行う場合は、可撓性基板２００に形成された貫通孔を介して、上部成膜室壁体１０１と可撓性基板２００とによって囲まれた非成膜空間１０９が成膜空間１０８に連通することになる。そのため、成膜空間１０８と共に非成膜空間１０９も真空気密に保つ必要が生じてくる。
このような場合には、成膜室１００Ａに次の図１０に示すようなシール構造を設けることにより、非成膜空間１０９をも真空に保持することができるようになる。
【００１０】
図１０は、成膜室のシール構造の主要部断面図である。ただし、図１０において、図８及び図９に示した構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
上部成膜室壁体１０１の端面には２つの帯状端板１０１ｂ，１０１ｃがそれぞれねじ止めされ、下部成膜室壁体１０２の端面には２つの帯状端板１０２ｂ，１０２ｃがそれぞれねじ止めされており、その間に形成されるあり溝には、シール材１０１ａ，１０２ａが脱落しないように保持されている。
成膜時には、可撓性基板２００を上部成膜室側の帯状端板１０１ｂ，１０１ｃの表面及びその間のシール材１０１ａと、可撓性基板２００を下部成膜室側の帯状端板１０２ｂ，１０２ｃの表面及びその間のシール材１０２ａとで挟む。それにより、図９に示した上部成膜室および下部成膜室の成膜空間１０８及び非成膜空間１０９がそれぞれ真空に保たれることになる。
【００１１】
ところで、例えば可撓性基板２００に耐熱性のある１ｍ幅のポリイミドフィルムを用い、その幅方向に直交する搬送方向に２００Ｎ程度の張力を加え、ヒータ１０５を温度２５０℃に加熱して接地電極１０６を可撓性基板２００に接触させると、その張力と熱により可撓性基板２００の搬送方向に１ｍ当たり４ｍｍ程度の伸びが生じ、幅方向は２ｍｍ程度収縮する。
この幅方向の収縮により、可撓性基板２００にはその搬送方向にウエーブ状の皺（ウエーブ高さ約２ｍｍ〜３ｍｍ）が発生するようになる。
この皺が発生したままの可撓性基板２００を上部成膜室と下部成膜室との間に挟み、真空保持して成膜すると、可撓性基板２００の位置によって高電圧電極１０４との距離が異なってくるため、形成されるａ−Ｓｉ膜などの薄膜の膜厚分布が不均一になる。
【００１２】
また、近年において、ａ−Ｓｉ光電変換装置を用いた太陽電池は、高品質な光電変換装置として、ａ−Ｓｉ系から微結晶Ｓｉ系の研究開発が盛んに取り組まれている。微結晶Ｓｉ膜は光吸収係数が小さく、光電変換装置として膜を積層する場合は、通常２μｍ程度の膜厚が必要となり、プラズマＣＶＤ装置のタクトはＩ層の成膜速度により律速されることから、成膜速度は１Å／ｓ以上が求められ、成膜速度の向上は光電変換層の成膜装置のスループット（単位時間当たりの処理能力）を上げるため、避けられない。
【００１３】
その成膜速度の向上を図る薄膜光電変換素子の製造方法として、プラズマＣＶＤ装置の平行平板電極の電極間距離を１ｍｍ〜１ｃｍになるよう狭間隔に制御して成膜する手法があるが、このような条件でポリイミドフィルム等の可撓性基板に成膜する場合、フィルムは張力と加熱により皺が発生し、狭間隔の電極間距離の条件はさらに膜厚分布を不均一にする要因となる。
その結果、膜厚特性が著しく低下したり、色むらが生じたりして外観上の製品価値が低下するといった問題が生じる。
【００１４】
従来、以上のような問題を解決するため、例えば、特許文献２（特開２００５−７２４０８号公報）においては、図６及び図７に示すように、可撓性基板２０の幅方向両端部をそれぞれ保持機構３０，４０，５０により挟持し、挟持した保持機構保持機構３０，４０，５０間の距離が離れる方向に移動させて、可撓性基板２０の幅方向に引っ張り力を与えて延伸させることにより、可撓性基板２０にできた皺を伸ばした状態で薄膜を形成する方法が提案されている。なお、図６及び図７において、８は高電圧電極、１０は接地電極である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特許第２７５５２８１号公報
【特許文献２】特開２００５−７２４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、特許文献２（特開２００５−７２４０８号公報）に開示される方法にあっては、可撓性基板の幅方向両端部をそれぞれ保持機構により挟持し、挟持した保持機構保持機構の距離が離れる方向に移動させて可撓性基板の幅方向に力を与え、延伸させることによって、当該可撓性基板に生じた皺を伸ばしているので、次のような問題がある。
【００１７】
すなわち、上述した従来の方法においては、皺を最小にする条件として、皺を伸ばす時の可撓性基板の温度が重要となり、成膜温度に加熱していない状態で可撓性基板を延伸させた場合、後になって可撓性基板の温度が上昇した際に皺は増え、さらに強い力で延伸させなければならない。
また、上部成膜室壁体が下部成膜室壁体側へ下降し、可撓性基板が接地電極に押えられて下部成膜室壁体の開口側の端面に取り付けられたシール材に接触し、これにより密閉された成膜空間を形成し、プラズマを発生させ、成膜する薄膜光電変換素子の製造方法にあっては、次のような問題がある。
【００１８】
すなわち、上述した従来の方法においては、皺の低減を優先するため、加熱された接地電極を上部成膜室壁体のシール面より３ｍｍ程度突き出し、可撓性基板の加熱を少なくとも成膜温度まで至らせる必要があり、併せてシール材の縮み代を考慮すると、可撓性基板に対し接地電極が押し込まれ、見かけせん断状態で接するため、成膜域周囲に局部的な応力が発生して、可撓性基板の耐久性が大きく低下するという問題が生じる。
【００１９】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、可撓性基板の延伸後に成膜温度に加熱しても皺が生じにくく、皺の影響が少ない安定した均一性の良い薄膜の積層が可能となり、加熱された接地電極と成膜室壁体とのシール面との突き出し量を制御して最適な突き出し量にし、可撓性基板の成膜域周囲に局部的な応力の発生を極小として、可撓性基板の耐久性向上が図れる薄膜光電変換素子の製造方法及び成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、成膜室の可撓性基板搬送方向両側に配置されて、前記可撓性基板搬送方向に直交する可撓性基板幅方向における前記可撓性基板の一端部を挟持する第１保持機構部と、前記第１保持機構部に対向配置されて前記可撓性基板幅方向における前記可撓性基板の他端部を支持する第２保持機構部と、前記第２保持機構部を前記第１保持機構部との距離を広げる方向へ移動させて前記可撓性基板の他端部を前記可撓性基板幅方向へ引っ張る引張機構部と、前記成膜室内の前記可撓性基板の非成膜面に移動して接する接地電極と、前記接地電極を内部に収め、前記可撓性基板を挟んで前記成膜室の開口部を閉じて放電空間を形成する押え枠とを備え、前記成膜室に搬送される前記可撓性基板を延伸して薄膜を形成する薄膜光電変換素子の製造方法であって、前記接地電極と前記押え枠とは個別に動作可能であり、成膜工程では、前記接地電極のみを前記可撓性基板の非成膜面に移動させることにより接触させて加熱し、前記第１保持機構部と前記第２保持機構部とにより前記可撓性基板の両端部を挟持し、挟持しながら前記第１保持機構部と前記第２保持機構部の互いの距離が広げる方向へ前記引張機構部により移動させて前記可撓性基板の両端部を前記可撓性基板幅方向に引っ張り、引っ張りながら前記押え枠を移動させて前記可撓性基板を挟み、これにより前記成膜室の開口部を閉じ、前記放電空間を形成して成膜を行っている。
【００２１】
この発明において、好ましくは、対角に配置された前記第１保持機構部と前記第２保持機構部及び前記引張機構部の対角同士を可撓性基板長手方向に対し、反対方向の傾き角を持たせながら取り付け、前記可撓性基板を対角線上に延伸するものである。
【００２２】
また、本発明は、薄膜光電変換素子の製造方法に用いる成膜装置であり、次のように構成されている。
すなわち、成膜室の可撓性基板搬送方向両側に配置されて、前記可撓性基板搬送方向に直交する可撓性基板幅方向における前記可撓性基板の一端部を挟持する第１保持機構部と、前記第１保持機構部に対向配置されて前記可撓性基板幅方向における前記可撓性基板の他端部を支持する第２保持機構部と、前記成膜室内の前記可撓性基板の非成膜面に移動して接する接地電極と、前記接地電極を内部に収め、前記可撓性基板を挟んで前記成膜室の開口部を閉じて放電空間を形成する押え枠とを備え、前記成膜室に搬送される前記可撓性基板を延伸して薄膜を形成する薄膜光電変換素子の成膜装置において、前記第１保持機構部と前記第２保持機構部とにより前記可撓性基板の両端部を挟持し、前記第１保持機構部と前記第２保持機構部の互いの距離が広げる方向へ前記可撓性基板の両端部を前記可撓性基板幅方向へ引っ張る引張機構部を設けるとともに、前記接地電極と前記押え枠とを個別に動作可能に構成し、前記接地電極を前記可撓性基板の非成膜面に移動させて接触させた状態で加熱するように構成している。
【００２３】
そして、本発明において、好ましくは、前記接地電極のみが前記可撓性基板の非成膜面に移動することにより接触して加熱するように構成され、前記引張機構部は、前記可撓性基板の両端部を前記可撓性基板幅方向へ引っ張る際の引っ張り角度を任意に調整可能に構成されている。
【発明の効果】
【００２４】
上述の如く、本発明に係る薄膜光電変換素子の製造方法は、成膜室の可撓性基板搬送方向両側に配置されて、前記可撓性基板搬送方向に直交する可撓性基板幅方向における前記可撓性基板の一端部を挟持する第１保持機構部と、前記第１保持機構部に対向配置されて前記可撓性基板幅方向における前記可撓性基板の他端部を支持する第２保持機構部と、前記第２保持機構部を前記第１保持機構部との距離を広げる方向へ移動させて前記可撓性基板の他端部を前記可撓性基板幅方向へ引っ張る引張機構部と、前記成膜室内の前記可撓性基板の非成膜面に移動して接する接地電極と、前記接地電極を内部に収め、前記可撓性基板を挟んで前記成膜室の開口部を閉じて放電空間を形成する押え枠とを備え、前記成膜室に搬送される前記可撓性基板を延伸して薄膜を形成するものであって、前記接地電極と前記押え枠とは個別に動作可能であり、成膜工程では、前記接地電極のみを前記可撓性基板の非成膜面に移動させることにより接触させて加熱し、前記第１保持機構部と前記第２保持機構部とにより前記可撓性基板の両端部を挟持し、挟持しながら前記第１保持機構部と前記第２保持機構部の互いの距離が広げる方向へ前記引張機構部により移動させて前記可撓性基板の両端部を前記可撓性基板幅方向に引っ張り、引っ張りながら前記押え枠を移動させて前記可撓性基板を挟み、これにより前記成膜室の開口部を閉じ、前記放電空間を形成して成膜を行っている。
また、本発明に係る薄膜光電変換素子の成膜装置は、成膜室の可撓性基板搬送方向両側に配置されて、前記可撓性基板搬送方向に直交する可撓性基板幅方向における前記可撓性基板の一端部を挟持する第１保持機構部と、前記第１保持機構部に対向配置されて前記可撓性基板幅方向における前記可撓性基板の他端部を支持する第２保持機構部と、前記成膜室内の前記可撓性基板の非成膜面に移動して接する接地電極と、前記接地電極を内部に収め、前記可撓性基板を挟んで前記成膜室の開口部を閉じて放電空間を形成する押え枠とを備え、前記成膜室に搬送される前記可撓性基板を延伸して薄膜を形成するものであって、前記第１保持機構部と前記第２保持機構部とにより前記可撓性基板の両端部を挟持し、前記第１保持機構部と前記第２保持機構部の互いの距離が広げる方向へ前記可撓性基板の両端部を前記可撓性基板幅方向へ引っ張る引張機構部を設けるとともに、前記接地電極と前記押え枠とを個別に動作可能に構成し、前記接地電極を前記可撓性基板の非成膜面に移動させて接触させた状態で加熱するように構成している。
【００２５】
このため、本発明においては、加熱した接地電極のみを成膜位置に移動させ、可撓性基板の成膜裏面に接触させて加熱した後、可撓性基板の幅方向両端部をそれぞれの第１、第２保持機構部により接地電極面上で挟持して、第１保持機構部と第２保持機構部の互いの距離が広げる方向に保持機構部を移動させ、可撓性基板の幅方向に延伸して皺を伸ばした後、押え枠の一つである上部成膜室壁体のみを移動させて可撓性基板を挟み、押え枠の他の一つである下部成膜室壁体の開口側の端面に取り付けられたシール材に接触させることにより密閉した成膜空間にプラズマを発生させて成膜する工程となる。
したがって、本発明によれば、ヒータを内蔵した接地電極を可撓性基板に接触させ、成膜温度に加熱して生じた皺を可撓性基板の幅方向に延伸して伸ばした後、押え枠の一つである上部成膜室壁体を可動させて成膜空間を形成するので、可撓性基板の加熱と成膜空間の形成が同時となる従来の手法に比べ、延伸後に皺が生じにくく、皺の影響が少ない安定した均一性の良い薄膜の積層が可能となる。
【００２６】
また、本発明によれば、可撓性基板を加熱する接地電極と可撓性基板を挟み、押え枠の他の一つである下部成膜室壁体の開口側の端面に取り付けられたシール材に接触して成膜室を形成する押え枠の一つである上部成膜室壁体を個別に移動可能としているので、加熱された接地電極と上部成膜室壁体のシール面との突き出し量を制御でき、最適の突き出し量において、可撓性基板の加熱を可能な限り少なく、密閉した成膜空間のシールを十分に行い、成膜域周囲の局部的な応力の発生を極小として、可撓性基板に与えるダメージを極力抑え、耐久性の低下を防止した状態で薄膜光電変換素子の形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る薄膜光電変換素子の成膜装置を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る可撓性基板を挟持する前に、接地電極により可撓性基板を加熱している状態を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る可撓性基板を挟持した状態を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る可撓性基板を挟持した状態で延伸力を与えた状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る成膜空間を形成した状態を示す断面図である。
【図６】従来の薄膜製造装置を示す平面図である。
【図７】従来の薄膜製造装置を示す断面図である。
【図８】従来のステッピングロール方式の成膜室開放時を示す断面図である。
【図９】従来のステッピングロール方式の成膜室封止時を示す断面図である。
【図１０】図９におけるＺ部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る薄膜光電変換素子の成膜装置の断面図である。図２は本発明の実施形態に係る可撓性基板を挟持する前に、接地電極により可撓性基板の加熱している状態の断面図である。図３は本発明の実施形態に係る可撓性基板を挟持した状態の断面図である。図４は本発明の実施形態に係る可撓性基板を挟持した状態で延伸力を与えた状態の断面図である。図５は本発明の実施形態に係る成膜空間の形成状態の断面図である。
なお、図１〜図５において、同一の部材には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２９】
図１は薄膜光電変換素子の成膜装置の断面図であり、図１において、薄膜製造装置（薄膜光電変換素子の成膜装置）１において、搬送される可撓性基板２０の下面側と上面側には、断面略コ字型に形成された函状の下部成膜室壁体５と上部成膜室壁体６とが対向して設けられている。これら下部成膜室壁体５及び上部成膜室壁体６によって、押え枠が構成されている。
また、この下部成膜室壁体５の内側に形成される下部成膜室には、電源７に接続された高電圧電極８が配置されている。一方、上部成膜室壁体６の内側に形成される上部成膜室には、加熱手段のヒータ９を内蔵した接地電極１０が配置されている。そして、接地電極１０と上部成膜室壁体６とは、後述するように、個別に動作可能に構成されている。
【００３０】
成膜時には、上部成膜室壁体６が下部成膜室壁体５側へ向かって下降し、接地電極１０が可撓性基板２０を上面側から押え、可撓性基板２０は下部成膜室壁体５の開口側の端面に取り付けられたシール材５ａに接触するようになっている。
これにより、下部成膜室壁体５と可撓性基板２０も接触して、排気管１１に連通する気密に密閉された成膜空間が形成されることになる。
高電圧電極８への高周波電圧の印加により、成膜空間にはプラズマが発生し、図示しない導入管から導入された原料ガスが分解され、可撓性基板２０にａ−Ｓｉなどの薄膜が形成されるようになっている。
【００３１】
また、成膜時には、下部成膜室壁体５及び上部成膜室壁体６の内部に形成されるプラズマＣＶＤ室（成膜室）２内に、上部成膜室壁体６と可撓性基板２０とによって囲まれた非成膜空間１０ａが形成されるようになっている。
ところで、薄膜光電変換素子の中には、可撓性基板２０の一面上に形成された透明電極層と可撓性基板２０の他面上に形成された金属電極層とを当該可撓性基板２０に形成した貫通孔（図示せず）を介して接続し、電流がシート抵抗の高い透明電極層を流れる距離を短くした構造のものがある。
このような構造の薄膜光電変換素子について、その薄膜形成を薄膜製造装置１で行う場合、可撓性基板２０に形成された貫通孔を介して、成膜空間と非成膜空間１０ａとが連通することになる。
したがって、このような場合には、薄膜製造装置１は、従来技術（図６〜図１０）と同様に、下部成膜室壁体５及び上部成膜室壁体６の端面にそれぞれねじ止めした２つの帯状端版に形成されるあり溝に脱落しないように保持されたシール材５ａで可撓性基板２０を挟むように構成されている。それにより、成膜空間及び非成膜空間１０ａが気密に保たれるようになる。
【００３２】
図１に示すように、本発明の実施形態の薄膜製造装置１は、プラズマＣＶＤ室２の可撓性基板２０の搬送方向両側に固定配置され、その搬送方向に直交する可撓性基板２０の幅方向における一端部を挟持する第１保持機構部３０と、この第１保持機構部３０に対向配置されて可撓性基板２０の幅方向における他端側に位置し、可撓性基板２０の幅方向における他端部を挟持する第２保持機構部４０とを有している。これら第１保持機構部３０及び第２保持機構部４０は、プラズマＣＶＤ室２の外側にそれぞれ配置されている。
さらに、薄膜製造装置１は、可撓性基板２０の第２保持機構部４０で挟持された端部を、可撓性基板２０の幅方向に引っ張る引張機構部５０を有しており、引張機構部５０は、プラズマＣＶＤ室２に対して第２保持機構部４０よりもさらに外側に配置されている。
なお、図１において、符号３０ａ，４０ａ，５０ａはそれぞれ第１保持機構部３０、第２保持機構部４０及び引張機構部５０の作動流体入口管路であり、符号３０ｂ，４０ｂ，５０ｂはそれぞれ第１保持機構部３０、第２保持機構部４０及び引張り機構部５０の作動流体出口管路である。
【００３３】
図２は、可撓性基板２０を挟持する前に、接地電極１０により可撓性基板２０を加熱している状態の断面図である。
図２に示すように、上部成膜室壁体６は、真空容器１ａの内部と成膜空間、及び真空容器１ａの内部と大気間の気密を保持するため、真空容器１ａとベローズ６１を介してシールされている。また、真空容器１ａの外部には、アクチュエータ６０が配置されており、上部成膜室壁体６の上部は、アクチュエータ６０に連結されている。したがって、上部成膜室壁体６は、接地電極１０に関わらず、可撓性基板２０の成膜面に対し、アクチュエータ６０により独立して垂直方向に移動できるように構成されている。
なお、図２において、符号６０ａはアクチュエータ６０の作動流体入口管路、符号６０ｂはアクチュエータ６０の作動流体出口管路である。また、真空容器１ａの内部と成膜空間、及び真空容器１ａの内部と大気間の気密を保つシール手段として、ベローズ６１を使用しているが、Ｏリングのようなシール性を有する弾性ゴム、樹脂体等を用いても良い。
【００３４】
一方、接地電極１０は、図２に示すように、発熱体であるヒータ９を内蔵し、非成膜空間１０ａとなる箱削り形状の上部成膜室壁体６の内部に配置されていて、上部成膜室壁体６とＯリング９１を介して真空である上部成膜室壁体６の内部と大気間の気密を保っている。
また、接地電極１０の上部は、真空容器１ａの外部に設置したアクチュエータ１００に連結されている。したがって、接地電極１０は、上部成膜室壁体６に関わらず、可撓性基板２０の成膜面に対し、アクチュエータ１００により独立して垂直方向に移動できるように構成されている。
さらに、可撓性基板２０が成膜位置に合わせて搬送されると、熱板である接地電極１０が可動して成膜面の裏面に接触し、可撓性基板２０を予備加熱することから、可撓性基板２０に皺が発生する。皺の除去方法は後述する。
なお、図２において、符号１００ａはアクチュエータ１００の作動流体入口管路、符号１００ｂはアクチュエータ１００の作動流体出口管路である。また、成膜空間と大気間の気密を保つシール手段として、Ｏリング９１を使用しているが、ベローズのような柔軟性延伸体等を用いても良い。  
【００３５】
次に、図３は可撓性基板を挟持した状態の断面図であり、また、図４は可撓性基板を挟持した状態で延伸力を与えた状態の断面図である。
図３及び図４において、第１保持機構部３０と第２保持機構部４０とは、可撓性基板２０の成膜領域を対角にそれぞれ２対設置されている。
第１保持機構部３０は可撓性基板２０の上部端部を挟持して固定し、第２保持機構部４０は可撓性基板２０の下部端部を挟持し、引張機構部５０により第１保持機構部３０と第２保持機構部４０との距離が広がる方向に第２保持機構部４０を可動させて延伸し、可撓性基板２０に生じた皺を低減するようになっている。
【００３６】
かかる皺の低減は、第１保持機構部３０と第２保持機構部４０の延伸力のバランスが崩れ、可撓性基板２０の搬送に影響を与えないようにしたためである。
しかしながら、可撓性基板２０の上部端部を固定とし、可撓性基板２０の弛みが影響する場合には、第１保持機構部３０も引張機構部５０により、上下に微量可動する構造とし、延伸力の調整を正確に行うことにより、さらに皺や弛みの矯正が可能となる。
【００３７】
また、対角に配置された第１保持機構部３０と第２保持機構部４０の対角位置を可撓性基板２０の長手方向に対し、反対方向の傾き角（傾き角の傾き方は自在）を持たせながら取り付けることにより、可撓性基板２０を当該傾き角の対角線上に延伸することが可能であるため、幅方向、長手方向の両方に分力が作用し、該分力の作用により皺が抑制されることになる。
図５は、可撓性基板２０を挟持し延伸した状態で、上部成膜室壁体６を下降させて下部成膜室壁体５にシール材５ａを介して当接させ、成膜空間１０ｓを形成した状態を示す断面図である。
【００３８】
ここで、図２に示す工程で発生した可撓性基板２０の皺は、図３及び図４に示す第１保持機構部３０、第２保持機構部４０及び引張機構部５０を動作させることにより、延伸され低減されることになる。
皺の影響を受けず、可撓性基板２０に安定した成膜を行うには、皺を低減したこの状態で、接地電極１０を可撓性基板２０の成膜面、裏面側に接触させ、停止し、大気との気密を保ちながら上部成膜室壁体６を下降させ、下部成膜室壁体５の開口側の端面に取り付けられたシール材５ａに接触して成膜空間１０ｓを形成する必要があるから、かかる上部成膜室壁体６の下降動作を行うものである。
【００３９】
以上の説明のとおり、本発明の実施形態では、上部成膜室壁体６と接地電極１０とを個別独立に動作可能とすることで、可撓性基板２０は第１保持機構部３０、第２保持機構部４０及び引張機構部５０を動作させ延伸する前に、接地電極１０により成膜温度に相当する予備加熱ができる。
予備加熱によって生じた皺は、第１保持機構部３０、第２保持機構部４０、引張機構部５０を動作させて、可撓性基板２０の幅方向に伸ばすことにより、低減されることになる。
上部成膜室壁体６は、接地電極１０に拘束されずに独立に動作可能であるため、上部成膜室壁体６を下降させ、下部成膜室壁体５の開口部の端面に取り付けられたシール材５ａに接触し、皺が低減された状態を維持しながら成膜空間１０ｓを形成することができ、成膜空間１０ｓを形成した後の皺の発生を最小限に抑制した状態で成膜が行え、膜厚分布が良好な薄膜の積層が可能となる。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更及び変形が可能である。
例えば、既述の実施の形態では、プラズマＣＶＤ装置について説明したが、本発明は、プラズマエッチング装置などにも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の薄膜光電変換素子の製造方法及びその方法に用いる成膜装置は、薄膜光電変換素子の形成に好適に用いることができ、一般に可撓性基板上に複数層が形成される薄膜素子の製造に広く用いられる。また、前記実施形態のほかに、プラズマエッチング装置などにも適用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１  薄膜製造装置（薄膜光電変換素子の成膜装置）
１ａ  真空容器
２  プラズマＣＶＤ室（成膜室）
５  下部成膜室壁体
５ａ  シール材
６  上部成膜室壁体
７  電源
８  高電圧電極
９  ヒータ
１０  接地電極
１０ａ  非成膜空間  
１０ｓ  成膜空間
１１  排気管
２０  可撓性基板
３０  第１保持機構部
４０  第２保持機構部
５０  引張機構部
６０  アクチュエータ
６１  ベローズ
１００  アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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